《基础化学》13可见和紫外分光光度法

1、第十三章 可见-紫外分光光度法 Vis-UV Spectrophotometry第一节 物质的吸收光谱第二节 分光光度法基本原理第三节 可见分光光度法第四节 提高测量灵敏度和准确度的方法1第一节 物质的吸收光谱一、光的基本性质什么是光？ 光是以电磁波形式传播的光子流。2. 光的波粒二象性 光的波动性表现在传播时：C =（衍射） 光的粒子性表现在能量的吸收或辐射时 : E = h 也就是说 ， 光的波长与频率成反比，波长越小，频率越大；频率越大，光子的能量越高。2二、 物质对光的选择性吸收1. 物质的颜色2.互补色光 若两种颜色的光可以按适当的强度比例混合成白光，则称这两种颜色的光为互补色光。紫

2、400红660橙600黄560绿530青蓝500蓝450青420白光单色光 : 单一波长的光。复色光 : 含有多种波长的光。33. 物质的颜色与物质对光的吸收 当一束白光照射到某溶液时，如果溶液选择性地吸收某一频率的光，那么溶液会出现什么现象？溶液会呈现出颜色，呈现出它所吸收光的互补色。即: 物质所呈现的颜色就是它所吸收光的互补色。 若物质对光（白光）全不吸收，则呈白色或无色； 若物质对光全部吸收，则呈黑色； 若物质只吸收某一频率的光（某色光）, 则它就 呈现它所吸收光的互补色。4. 物质的结构与颜色 物质的结构不同, 则吸收光的频率不同, 颜色不同。4波长 10pm 300pm 200nm

3、400nm 800nm 500mm 1cm 1m光谱 射线 X 射线 紫外光 可见光 红外光 微波 无线电波可见光的电磁波谱图5. 电磁波谱电磁波谱图： 以电磁波的波长大小顺序排列的谱图。5三、 物质的吸收光谱 任何一种溶液对不同波长的光的吸收程度是不同的。若以入射光的波长为横坐标，以溶液对该波长的吸收程度为纵坐标作图，可得一曲线，这条曲线称为该物质的吸收光谱（absorption spectrum), 也称为吸收曲线(absorption curve).A480 520 560nm max=515nm吸收光谱6 从图可以看到：1. 同一浓度的溶液对不同波长的光吸收程度不同；2. 同一种物质的

4、不同浓度的溶液，吸收光谱的形状基本相同，最大吸收波长max也一样。 在实际测量中，通常选择max作为测定波长。 吸收光谱说明，一种物质对不同波长的光的吸收程度是不同的。 右图是三( 邻二氮菲)合铁配合物的吸收光谱。7I0 = Ia + It + Ir 在实验中，标准溶液和被测溶液分别置于同样质地和厚度的比色杯中，反射光强度Ir大小近似可相互抵消，所以有：I0 = Ia + It 溶液对光的吸收越多，透过的就越少。 I0It IaIr第二节 分光光度法基本原理一、溶液对光的吸收Ia absorptionIt transmissionIr reflection8二、透光率 (transmittan

5、ce)定义：透射光的强度 It 与入射光的强度I0 的比值 称为透光率。T = ItI0 透光率是从透射的角度来反映物质对光的吸收的。显然，透光率越大，表示物质对光的吸收越少。若 T= 0，说明入射光全部被吸收；若 T=1，说明入射光全部被透射，没有吸收；若 0 T1，说明入射光一部分被吸收，一部分被透射。9三、吸光度(absorbance)定义：透光率的负对数称为 吸光度 A。= lgI0ItA= - lgT 吸光度反映着物质对光的吸收程度，吸光度愈大，表示溶液对光的吸收愈多。10二、Lambert- Beer 定律当一适当波长的单色光照射到溶液上时：Lambert定律 当浓度一定时，其吸光

6、 度A与液层的 厚度b成正比： A=k1bBeer 定律 当液层的厚度一定时，其吸光 度A与 浓度c 成正比： A=k2 cLambert- Beer 定律A = b c 摩尔吸光系数：L mol-1 cm-1c 物质的量浓度：mol L-1b 液层厚度： cm A = a b a 质量吸光系数：L g -1 cm-1 质量浓度：g L-1b 液层厚度：cm11Lambert- Beer 定律 当一适当波长的单色光照射到溶液上时，溶液的吸光度与浓度与液层的厚度的乘积成正比。 摩尔吸光系数 与质量吸光系数a 的 关系： = a M 其比例系数称为吸光系数 ( 或 a），它是与温度、入射光波长和物

7、质本性有关的常数。 在数值上， = A / b c 即是单位浓度( 1mol/L) 的溶液，装在单位厚度(1cm) 的吸收池中，物质所产生的吸光度。 是与b、 c 无关的量。( a 与 类似 )。 吸光系数越大，表明物质对该波长的单色光越容易吸收，测定的灵敏度也就越高。12光源系统 检测器 吸收池分光系统数据处理器分光光度计五大系统131. 光源系统提供波长范围为3601000nm的连续光谱。 可见光光源为钨灯，要求强度高，稳定性好。2. 分光系统提供所需波长的单色光。 单色器将光源发出的复色光分光，提供足够 强度和纯度的单色光。3. 吸收池用来盛放溶液的容器（比色皿）。 可见光区用光学玻璃，

8、要求光洁、透明。4. 检测系统进行光电转换及信号放大。 由光电管、放大器构成，将光信号转变成电 信号，并放大。 5. 输出系统 数据输出。 由指示器、数字显示器和打印器等装置构成。14二、测定方法分光光度法主要用于定量分析，即测定已知物质的含量。（一）标准对照法以测定待测物质的浓度Cx为例：先配制一个待测物质的标准溶液CS；测出该待测物质标准溶液的吸光值AS；再测出待测物质未知浓度的X 溶液的吸光值Ax根据Lambert-Beer定律：A = abc有 AS / CS = Ax / Cx ，于是有 Cx = CS （ Ax / AS ） 此方法的优点：简便、快速； 缺点：无法避免偶然误差。15（二）标准曲线法仍以测定待测物质物质的浓度Cx为例：先配制一系列X 的标准溶液C1、 C2、 C3、 C4、. ；分别测出待测物质各标准溶液的吸光值A1 、 A2 、 A3 、4 、 . ；以C为横坐标，A为纵坐标做出标准曲线；A 40 80 120 160 2000.8 0.60.40.20.0c（mg/L）=550nm5. 从标准曲线上找出 Ax 所对应的浓度Cx 。CxA x4. 再测出未知浓度的待测物质溶液的吸光值A x ；161. 溶剂空白除被测物以外，其他溶剂